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Impact of bivariate energy and angular atomic impact spectra on tungsten erosion in JET

H A Kumpulainen, D Reiter, S Brezinsek, M Groth, J Romazanov, S Wiesen, the JET contributors2025年5月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The erosion of tungsten plasma-facing components due to charge-exchange atoms, predicted to be the dominant cause of the observed W radiation in most JET plasmas with a Be/W wall (formerly ITER-like wall), is quantified by the first EIRENE simulations of the bivariate energy-angular impact spectrum and the incident flux of deuterium and tritium atoms. The tungsten erosion rate due to the bivariate impact spectrum in the JET outer vertical divertor corresponds to a constant effective impact angle of 43. Assuming independent univariate energy and angular distributions instead of the bivariate spectrum causes a predicted increase of order 10% in the tungsten influx and the core radiated power. The predicted tungsten sputtering rate due to tritium atoms is 2–6 times the sputtering rate by deuterium atoms in similar edge plasmas. A hypothetical replacement of all JET first-wall materials with tungsten is predicted to raise the total radiated power by 60% in a diverted H-mode scenario if the added radiation is offset by additional heating and the plasma conditions are unchanged.

日本語訳

電荷交換原子によるタングステン製プラズマ対向部品の侵食は、Be/W壁(旧ITER類似壁)を有するほとんどのJETプラズマにおいて観測されたW放射の主要原因であると予測されており、その侵食は、二変量エネルギー・角度入射スペクトルおよび重水素・トリチウム原子の入射フラックスの初のEIRENEシミュレーションによって定量化される。JET外側垂直ダイバータにおける二変量入射スペクトルによるタングステン侵食速度は、一定の有効入射角43に対応する。二変量スペクトルの代わりに独立な一変量のエネルギー分布と角度分布を仮定すると、タングステン流入量およびコア放射パワーが約10%増加すると予測される。トリチウム原子によるタングステンのスパッタリング速度は、同様の周辺プラズマにおける重水素原子によるスパッタリング速度の2〜6倍であると予測される。仮想的にJETの第一壁材料すべてをタングステンに置き換えた場合、追加された放射が追加加熱によって相殺され、プラズマ条件が変わらなければ、ダイバータHモードシナリオにおいて総放射パワーが60%上昇すると予測される。

装置

jet高精度(タイトル一致)iter低精度(概要文一致)

wiki

JETTungsten

AIによる論文要約

バイバリエート エネルギー・角度原子衝突スペクトルが JET のタングステン浸食に与える影響
JAプラズマ物理、核融合炉設計に携わる研究者や学生が対象です。プラズマ対向機器の材料選定や、プラズマ性能への影響を理解する上で有用です。#PlasmaFacingComponents #TungstenErosion #ChargeExchangeAtoms #EnergyAngularSpectrum
LLM向け: {'Title': 'バイバリエート エネルギー・角度原子衝突スペクトルが JET のタングステン浸食に与える影響', 'Author(s)': '不明', '…

この論文は、JET プラズマにおけるタングステン(W)の浸食率を定量化しています。チャージ交換原子によるW浸食が主要因と予測され、重水素(D)およびトリチウム(T)原子の双変量エネルギー角度衝突スペクトルを初めて EIRENE シミュレーションで解析しました。その結果、一変量スペクトルを仮定すると W 流入と放射パワーが10%増加すると予測されました。また、Tによる浸食率はDの2-6倍と見積もられています。

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